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少課時(shí)《液壓與氣動(dòng)》課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)改革的探討與實(shí)踐

摘要： 針對(duì)《液壓與氣動(dòng)》課程的特點(diǎn)和課時(shí)量減少的現(xiàn)狀，從教學(xué)體系的調(diào)整、多種教學(xué)手段的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革等方面，對(duì)如何激發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)效果進(jìn)行了探討。
引言：
     《液壓與氣動(dòng)》是機(jī)械類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造業(yè)的發(fā)展，液壓氣動(dòng)技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、機(jī)床、航天航空等領(lǐng)域，機(jī)電液氣一體化已成為現(xiàn)今機(jī)械設(shè)計(jì)和發(fā)展的趨勢(shì)；另一方面，因?yàn)檎n程數(shù)目的增加和課程改革的深入，液壓氣動(dòng)課程的課時(shí)量卻有所減少，這就對(duì)該課程的教師提出了更高的要求，怎樣在有限的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生對(duì)液壓與氣動(dòng)有更深入的理解成為目前教學(xué)所要解決的核心問(wèn)題。[1-3]筆者認(rèn)為，改變傳統(tǒng)的教學(xué)體系是在教學(xué)量減少的前提下提高教學(xué)質(zhì)量的可行措施，此外，多種教學(xué)手段的使用、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革也可以起到提高學(xué)生興趣，加強(qiáng)教學(xué)效果的作用，下面就從這三個(gè)方面談?wù)劰P者的一些體會(huì)。
1、教學(xué)體系的調(diào)整：
     目前國(guó)內(nèi)的液壓氣動(dòng)教材的編排，多按以下結(jié)構(gòu)：液壓與氣壓基礎(chǔ)知識(shí)、液壓與氣壓元件、液壓與氣壓回路、系統(tǒng)設(shè)計(jì)。筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在課時(shí)減少的情況下，按此體系教學(xué)，會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題：
        1.1 課時(shí)量不足，導(dǎo)致元件回路都無(wú)法講透，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中難以很好理解課程，容易出現(xiàn)知識(shí)鏈的斷接。
        1.2 由于液壓氣壓元件結(jié)構(gòu)繁瑣，細(xì)節(jié)較多，將該部分放在前段容易讓學(xué)生感覺(jué)課程枯燥乏味，喪失學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，從而影響接下來(lái)的教學(xué)效果。
        針對(duì)這些問(wèn)題，筆者認(rèn)為，想要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，必須把灌輸式教學(xué)轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)式教學(xué)，要逐步誘導(dǎo)學(xué)生深入教學(xué)內(nèi)容，步步為營(yíng)，層層遞進(jìn)。因此，筆者在教學(xué)中對(duì)教學(xué)體系做了調(diào)整，不再將元件部分放在回路之前，而是將元件部分穿插在回路部分之中進(jìn)行教學(xué)。具體來(lái)說(shuō)，就是在講解回路的過(guò)程中，對(duì)涉及到的重要元件再做專門的講解，考慮到課時(shí)的限制，在講解元件的過(guò)程中，應(yīng)注重工程應(yīng)用，可以適當(dāng)省略某些繁瑣的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
　　譬如在講解順序動(dòng)作回路時(shí)，可以先播放一段鉆床自動(dòng)夾緊、進(jìn)給、退出到松開的加工視頻，利用視頻先吸引學(xué)生的注意力，并引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中提出問(wèn)題；其次，講解一種典型順序動(dòng)作回路的工作過(guò)程，再提出順序閥如何實(shí)現(xiàn)此功能的問(wèn)題，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲；再次，講解順序閥的結(jié)構(gòu)形式和主要特性；最后，基于順序閥講解其它相關(guān)回路，并舉例。
　　這樣的教學(xué)方式，除了可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠在課時(shí)有限的情況下，有效地讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)形成體系。
2 、多種教學(xué)手段的使用：
　　通常，學(xué)生對(duì)文字和公式的單純刺激容易產(chǎn)生疲勞，教育心理學(xué)的研究表明，人在注意特定事物時(shí)，注意力很難維持很久，有意注意的穩(wěn)定性一般為40分鐘[4]，而課堂上因?yàn)榇嬖诤芏酀撛诘母蓴_，學(xué)生的注意力更容易分散，所以，只有不斷增加新的刺激，才能讓將學(xué)生的注意力重新拉回到課堂上來(lái)。多種教學(xué)手段的應(yīng)用不僅可以在課堂內(nèi)很好地起到這樣的作用，還可以將教學(xué)拓展到課堂之外。
        2.1 多種教學(xué)素材和多媒體的合理搭配教師應(yīng)該在課前準(zhǔn)備盡量多的素材，例如圖片和視頻資料，然后通過(guò)多媒體呈現(xiàn)給學(xué)生，這些視覺(jué)效果強(qiáng)的材料往往可以吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生產(chǎn)生好奇心和求知欲，例如在第一條中說(shuō)的例子。并且，素材的選擇不應(yīng)局限于工程機(jī)械、機(jī)床等，還應(yīng)該多找一些貼近生活的素材，例如，游樂(lè)場(chǎng)里就經(jīng)常利用液壓設(shè)備，展示這些機(jī)械，更能激發(fā)學(xué)生的興趣。
2.2 應(yīng)用軟件和多媒體的合理搭配液壓氣動(dòng)是一門較為抽象的課程，回路圖里的壓力看不到、摸不著，學(xué)生不容易有直觀認(rèn)識(shí)，因而可能造成理解上的障礙。一些應(yīng)用軟件的使用可以提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)程度。例如筆者所在教研室就引進(jìn)了Automation Studio軟件，該軟件擁有強(qiáng)大的液壓氣壓回路的設(shè)計(jì)能力，即使在課堂上使用也很方便，只要調(diào)出元件就可以快速組成回路，回路運(yùn)行時(shí)可以顯示閥口的即時(shí)壓力、溫度等參數(shù)，既省時(shí)間，又直觀易懂，必要時(shí)，還可以給回路加上電路控制，也可以調(diào)用一些完整的液壓氣壓系統(tǒng)向?qū)W生演示。此外，可以利用Proe等3D設(shè)計(jì)軟件繪制三維元件圖，這樣可以將元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更完美地呈現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生理解。
        2.3 注重教師和學(xué)生間的互動(dòng) 要改變老師從頭至尾講解的教學(xué)模式，讓學(xué)生更多地參與到教學(xué)當(dāng)中，這樣，既可以吸引學(xué)生的注意力，又可以即時(shí)檢驗(yàn)教學(xué)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)�；�(dòng)的形式也可以多樣化，除了向?qū)W生提問(wèn)，還可以利用前面說(shuō)的Automation Studio軟件讓學(xué)生用給定的元件現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)回路，完成后可以馬上檢驗(yàn)回路是否可行，還可以設(shè)計(jì)一些故障回路讓學(xué)生排除故障。特別在每堂課的后期，學(xué)生注意力容易分散的階段，采用這樣的手段復(fù)習(xí)已經(jīng)講過(guò)的內(nèi)容，可以取得很好的效果。
        2.4 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為教師提供了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，利用該平臺(tái)，教師可以上傳一些素材，也可以提出一些問(wèn)題讓同學(xué)們回貼討論。網(wǎng)絡(luò)手段的應(yīng)用讓教學(xué)不再局限于課堂，增加了教學(xué)的靈活度和自由度。
3、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革：
        3.1 實(shí)驗(yàn)應(yīng)該和教學(xué)緊密結(jié)合，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和時(shí)間安排應(yīng)該要滿足教學(xué)的需要，補(bǔ)充課堂講授的不足，并且和教學(xué)同步。所以應(yīng)嘗試擯棄以往實(shí)驗(yàn)歸實(shí)驗(yàn)，講授歸講授的教學(xué)模式，需要的時(shí)候，可以嘗試直接在實(shí)驗(yàn)室授課。比如，在講授某些元件的時(shí)候，如果讓學(xué)生直接面對(duì)實(shí)物，理解起來(lái)會(huì)更容易，也更深刻，同時(shí)，將部分講授課和實(shí)驗(yàn)課融合，可以節(jié)約課時(shí)。
        3.2 將老師的科研加入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)�？蒲许�(xiàng)目或者涉及科學(xué)前沿，或者與實(shí)踐緊密結(jié)合，利用一到兩節(jié)課時(shí)間向?qū)W生展示和介紹科研成果和進(jìn)展，既可以開闊他們的眼界，又可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣，樹立遠(yuǎn)大的目標(biāo)。比如，粘度是液壓油的重要性質(zhì)，但單靠課堂講解，很難讓學(xué)生對(duì)粘度有深刻的認(rèn)識(shí)，筆者帶學(xué)生參觀潤(rùn)滑試驗(yàn)臺(tái)，并且用不同粘度的潤(rùn)滑油做潤(rùn)滑實(shí)驗(yàn)的演示，這樣便讓同學(xué)們更廣泛地理解了粘度的意義。又如，筆者向?qū)W生展示課題組自行研制的氣動(dòng)枝剪機(jī)械，并向他們說(shuō)明機(jī)械的設(shè)計(jì)原理都是課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容，從而提升學(xué)生的自信心。
        3.3 條件允許的情況下，還可以增加液壓與氣動(dòng)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，這點(diǎn)目前已經(jīng)列入本教研室的未來(lái)計(jì)劃。
        3.4 鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生在各種設(shè)計(jì)大賽中使用液壓與氣動(dòng)技術(shù)。筆者所在教研室在這方面做了大量工作，指導(dǎo)的學(xué)生在歷屆全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新大賽中獲得了突出成績(jī)。參與這些設(shè)計(jì)比賽可以讓學(xué)生的設(shè)計(jì)能力有質(zhì)的提高。

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